华南师范大学：《细胞生物学》课程教学资源（教案讲义）第十一章 细胞周期及其调控 第四节 细胞周期的调控

第十一章细胞周期及其调控第四节细胞周期调控一、研究背景Rao和Johnson(1970、1972、1974)将Hela细胞同步于不同阶段，然后与M期细胞混合，在灭活仙台病毒介导下，诱导细胞融合，发现与M期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的早熟凝集染色体（prematurelycondensedchromosome，PCC)，这种现象叫做早熟染色体凝集（prematurechromosomecondensation)。G期PCC为单线状，因DNA未复制。S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制。G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。MiatotiM-phasS-phasG,chromosomeschromosomeschromosomescnromosomesnromosornosomet图11-15不同形态的PCC不仅同类M期细胞可以诱导PCC，不同类的M期细胞也可以诱导PCC产生，如人和蟾蜍的细胞融合时同样有这种效果，这就意味着M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturationpromotingfactor，MPF)。早在1960s，YoshioMasui发现成熟蛙卵的提取物能促进未成熟卵的胚胞破裂(GerminalVesicleBreakdown，GVBD)，后来Sunkara将不同时期Hela细胞的提取液注射到蛙卵母细胞中，发现G和S期的抽取物不能诱导GVBD，而G2和M期的则具有促进胚胞破裂的功能，它将这种诱导物质称为有丝分裂因子(MF)。后来在CHO细胞，酵母和粘菌中也提取出相同性质的MF。这类物质被统称为MPF。?1960sLelandHartwell以芽殖酵母（图11-16）为实验材料，利用阻断在不同细胞周期阶段的温度敏感突变株（在适宜的温度下和野生型一样），分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(celldivisioncyclegene，CDC)。如芽殖酵母的cdc28基因，在G2/M转换点发挥重要的功能。Hartwell

第十一章 细胞周期及其调控 第四节 细胞周期调控 一、研究背景 Rao 和 Johnson(1970、1972、1974)将 Hela 细胞同步于不同阶段，然后与 M 期细胞混合，在 灭活仙台病毒介导下，诱导细胞融合，发现与 M 期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的早熟 凝集染色体(prematurely condensed chromosome，PCC)，这种现象叫做早熟染色体凝集(premature chromosome condensation)。 G1 期 PCC 为单线状，因 DNA 未复制。 S 期 PCC 为粉末状，因 DNA 由多个部位开始复制。 G2 期 PCC 为双线染色体，说明 DNA 复制已完成。 图 11-15 不同形态的 PCC 不仅同类 M 期细胞可以诱导 PCC，不同类的 M 期细胞也可以诱导 PCC 产生，如人和蟾 蜍的细胞融合时同样有这种效果，这就意味着 M 期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因 子，即成熟促进因子(maturation promoting factor，MPF)。 早在 1960s，Yoshio Masui 发现成熟蛙卵的提取物能促进未成熟卵的胚胞破裂(Germinal Vesicle Breakdown，GVBD)，后来 Sunkara 将不同时期 Hela 细胞的提取液注射到蛙卵母细胞中， 发现 G1 和 S 期的抽取物不能诱导 GVBD，而 G2 和 M 期的则具有促进胚胞破裂的功能，它将这 种诱导物质称为有丝分裂因子(MF)。后来在 CHO 细胞，酵母和粘菌中也提取出相同性质的 MF。 这类物质被统称为 MPF。 ?1960s Leland Hartwell 以芽殖酵母（图 11-16）为实验材料，利用阻断在不同细胞周期阶段 的温度敏感突变株（在适宜的温度下和野生型一样），分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene，CDC)。如芽殖酵母的 cdc28 基因，在 G2/M 转换点发挥重要的功能。Hartwell

还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性，提出了checkpoint（细胞周期检验点）的概念，意指当DNA受到损伤时，细胞周期会停下来。ChromosomecondensationSpindlepoleSpindleformationbodyduplicatio福ChromosomesegregationDNANucleardivisionG1CytokinesisAGrowt!图11-16裂殖酵母细胞周期1970sPaulNurse等人以裂殖酵母（图11-17）为实验材料，同样发现了许多细胞周期调控基因，如：裂殖酵母cdc2、cdc25的突变型和在限制的温度下无法分裂；wee1突变型则提早分裂，而cdc25和weel都发生突变的个体却会正常地分裂（图11-18）。进一步的研究发现cdc2和cdc28都编码一个34KD的蛋白激酶，促进细胞周期的进行。而weel和cdc25分别表现为抑制和促进CDC2的活性。这也解释了为何cdc25和Wee1双重突变的个体可以恢复野生型的表型。NuclearmigratiChromosomeOleardivisionDNAreplicatoSpindlepolebodyduplicationSTARTGrowth

还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性，提出了 checkpoint（细胞周期检验点）的概念，意指 当 DNA 受到损伤时，细胞周期会停下来。 图 11-16 裂殖酵母细胞周期 1970s Paul Nurse 等人以裂殖酵母（图 11-17）为实验材料，同样发现了许多细胞周期调控 基因，如：裂殖酵母 cdc2、cdc25 的突变型和在限制的温度下无法分裂；wee1 突变型则提早分 裂，而 cdc25 和 wee1 都发生突变的个体却会正常地分裂（图 11-18）。进一步的研究发现 cdc2 和 cdc28 都编码一个 34KD 的蛋白激酶，促进细胞周期的进行。而 weel 和 cdc25 分别表现为抑 制和促进 CDC2 的活性。这也解释了为何 cdc25 和 wee1 双重突变的个体可以恢复野生型的表 型

图11-17芽殖酵母细胞周期(a)DeficitofCdc25ExcessofWee1Elongated cells(lncreasedG2)ExcessofCdc25?DeficitofWee1Small cells(DecreasedG2)图11-18Cdc25表达不足，细胞长得过长而不分裂；Weel表达不足，细胞很小就开始分裂1983年TimothyHunt首次发现海胆卵受精后，在其卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期剧烈振荡，在每一轮间期开始合成，Gz/M时达到高峰，M结束后突然消失，下轮间期又重新合成，故命名为周期蛋白(cyclin)。后来在青蛙、爪蟾、海胆、果蝇和酵母中均发现类似的情况，各类动物来源的细胞周期蛋白mRNA均能诱导蛙卵的成熟。用海洋无脊椎动物和两栖类的卵为实验材料进行这类实验，好处在于卵的量比较大，而且在胚胎发育的早期，细胞分裂是同步化的。人，cyclincyclin-dependentkinase (Cdk)(B)(A)图11-19MPF=CDC2+CyclinB1988年M.J.Lohka纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由32KD和45KD两种蛋白组成，二者结

图 11-17 芽殖酵母细胞周期 图 11-18 Cdc25 表达不足，细胞长得过长而不分裂；Wee1 表达不足，细胞很小就开始分裂 1983 年 Timothy Hunt 首次发现海胆卵受精后，在其卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周 期剧烈振荡，在每一轮间期开始合成，G2/M 时达到高峰，M 结束后突然消失，下轮间期又重新 合成，故命名为周期蛋白(cyclin)。后来在青蛙、爪蟾、海胆、果蝇和酵母中均发现类似的情况， 各类动物来源的细胞周期蛋白 mRNA 均能诱导蛙卵的成熟。用海洋无脊椎动物和两栖类的卵为 实验材料进行这类实验，好处在于卵的量比较大，而且在胚胎发育的早期，细胞分裂是同步化的。 图 11-19 MPF=CDC2+Cyclin B 1988 年 M. J. Lohka 纯化了爪蟾的 MPF，经鉴定由 32KD 和 45KD 两种蛋白组成，二者结

合可使多种蛋白质磷酸化（图11-19）。后来PaulNurse（1990）进一步的实验证明P32实际上是CDC2的同源物，而P45是cyclinB的同源物，从而将细胞周期三个领域的研究联系在一起。2001年10月8日美国人Leland?Hartwell、英国人PaulNurse、Timothy?Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖（图11-20）。图11-202001年诺贝尔生理医学奖获得者（图片来自http://www.nobel.se/）二、CDKCDC2与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，称为细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclindependentkinase，CDK)，因此CDC2又被称为CDK1，激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将Hi磷酸化导致染色体的凝缩等等。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。因此，CDK激酶和其调节因子又被称作细胞周期引擎。目前发现的CDK在动物中有7种。各种CDK分子均含有一段相似的激酶结构域，这一区域有一段保守序列，即PSTAIRE，与周期蛋白的结合有关。三、CKI细胞中还具有细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CDK?inhibitor，CKI）对细胞周期起负调控作用，目前发现的CKI分为两大家族：①Ink4(Inhibitorofcdk4)，如P16ink4a、P15ink4b、P18nk4c、P19inked，特异性抑制cdk4·cyclinD1、cdk6·cyclinDI复合物。②Kip(Kinase inhibition protein)：包括P21cipl(cyclin inhibition protein1)、P27kip'(kinaseinhibitionprotein1)、P57kip2等，能抑制大多数CDK的激酶活性，P21cipl还能与DNA聚合酶的辅助因子PCNA（proliferatingcellnuclearantigen）结合，直接抑制DNA的合成（图11-21）

合可使多种蛋白质磷酸化（图 11-19）。后来 Paul Nurse（1990）进一步的实验证明 P 32 实际上是 CDC2 的同源物，而 P 45 是 cyclinB 的同源物，从而将细胞周期三个领域的研究联系在一起。 2001 年 10 月 8 日美国人 Leland?Hartwell、英国人 Paul Nurse、Timothy?Hunt 因对细胞周期调控 机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖（图 11-20）。 图 11-20 2001 年诺贝尔生理医学奖获得者（图片来自 http://www.nobel.se/） 二、CDK CDC2 与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，称为细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin￾dependent kinase，CDK)，因此 CDC2 又被称为 CDK1，激活的 CDK1 可将靶蛋白磷酸化而产生 相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将 H1 磷酸化导致染色体 的凝缩等等。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。因此，CDK 激酶和其调节因子又被 称作细胞周期引擎。 目前发现的 CDK 在动物中有 7 种。各种 CDK 分子均含有一段相似的激酶结构域，这一区 域有一段保守序列，即 PSTAIRE，与周期蛋白的结合有关。 三、CKI 细胞中还具有细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CDK?inhibitor，CKI）对细胞周期起负调 控作用，目前发现的 CKI 分为两大家族： ①Ink4(Inhibitor of cdk 4)，如 P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特异性抑制 cdk4·cyclin D1、cdk6·cyclin D1 复合物。 ②Kip(Kinase inhibition protein)：包括 P21cip1 (cyclin inhibition protein 1)、P27kip1(kinase inhibition protein 1)、P57kip2 等，能抑制大多数 CDK 的激酶活性，P21cip1 还能与 DNA 聚合酶 δ 的 辅助因子 PCNA（proliferating cell nuclear antigen）结合，直接抑制 DNA 的合成（图 11-21）

xDNA damageIncreaseinlevelofp53XYp21mRNAp21Cdk'sPCNAInhibition ofInhibition ofcellcycleDNA replication图11-21P21cip1抑制CDK和PCNA四、Cyclin周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。目前从芽殖酵母、裂殖酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有30余种，在脊椎动物中为A1-2、B1-3、C、D1-3、E1-2、F、G、H等。分为G型、Gi/S型S型和M型4类（见表11-1）。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。表11-1不同类型的周期蛋白脊椎动物芽殖酵母激酶复合体CDKCyclinCyclinCDKGi-CDKCyclin D*CDK4、6Cln 3CDK1(CDC28)Gr/S-CDKCyclin ECDK2Cln 1、2CDK1(CDC28)CDK2S-CDKCyclin AClb 5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclin BCDK1(CDC2)Clb 1-4CDK1(CDC28)

图 11-21 P21cip1 抑制 CDK 和 PCNA 四、Cyclin 周期蛋白不仅仅起激活 CDK 的作用，还决定了 CDK 何时、何处、将何种底物磷酸化，从 而推动细胞周期的前进。目前从芽殖酵母、裂殖酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有 30 余种， 在脊椎动物中为 A1-2、B1-3 、C、 D1-3、E1-2、F、G、H 等。分为 G1 型、G1/S 型 S 型和 M 型 4 类（见表 11-1）。各类周期蛋白均含有一段约 100 个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导 周期蛋白与 CDK 结合。 表 11-1 不同类型的周期蛋白 激酶复合体 脊椎动物 芽殖酵母 Cyclin CDK Cyclin CDK G1-CDK Cyclin D* CDK4 、6 Cln 3 CDK1(CDC28) G1/S-CDK Cyclin E CDK2 Cln 1、2 CDK1(CDC28) S-CDK Cyclin A CDK2 Clb 5、6 CDK1(CDC28) M-CDK Cyclin B CDK1(CDC2) Clb 1-4 CDK1(CDC28)

*包括Di-3，各亚型cyclinD，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效细胞在生长因子的刺激下，G期cyclinD表达，并与CDK4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的Rb释放出转录因子E2F，促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和CDK1的基因。CyclinECyclin DCdk2Cdk4/6PPPE2FE2FRbRbMid G,LateG,图11-22CyclinD与CDK结合使Rb释放结合的转录因子E2F在Gi-S期，cyclinE与CDK2结合，促进细胞通过G/S限制点而进入S期。向细胞内注射CyclinE的抗体能使细胞停滞于G期，说明细胞进入S期需要CyclinE的参与。同样将CyclinA的抗体注射到细胞内，发现能抑制细胞的DNA合成，推测CyclinA是DNA复制所必需的。在G2-M期，cyclinA、cyclinB与CDK1结合，CDK1使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白Hi磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件。Cdc2/CycBMG2Cdk4,6/CycDAnimalG1cellRestrictionpointCdk2/CycECdk2/CycA图11-23Cyclin的周期性变化在中期当MPF活性达到最高时，通过一种未知的途径，激活后期促进因子APC，将泛素连接在cyclinB上，导致cyclinB被蛋白酶体（proteasome）降解，完成一个细胞周期（图11-

*包括 D1-3，各亚型 cyclin D，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效 细胞在生长因子的刺激下，G1 期 cyclin D 表达，并与 CDK4、CDK6 结合，使下游的蛋白 质如 Rb 磷酸化，磷酸化的 Rb 释放出转录因子 E2F，促进许多基因的转录，如编码 cyclinE、A 和 CDK1 的基因。 图 11-22 Cyclin D 与 CDK 结合使 Rb 释放结合的转录因子 E2F 在 G1-S 期， cyclinE 与 CDK2 结合，促进细胞通过 G1/S 限制点而进入 S 期。向细胞内注 射 CyclinE 的抗体能使细胞停滞于 G1 期，说明细胞进入 S 期需要 CyclinE 的参与。同样将 CyclinA 的抗体注射到细胞内，发现能抑制细胞的 DNA 合成，推测 CyclinA 是 DNA 复制所必 需的。 在 G2-M 期，cyclinA、cyclinB 与 CDK1 结合，CDK1 使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白 H1 磷 酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件。 图 11-23 Cyclin 的周期性变化 在中期当 MPF 活性达到最高时，通过一种未知的途径，激活后期促进因子 APC，将泛素 连接在 cyclinB 上，导致 cyclinB 被蛋白酶体（proteasome）降解，完成一个细胞周期（图 11-

24)。MetaphaseHighcyclinBHigh MPF activityMPProteinCyelinBProphasekinasesubunitPolyubiquitinationP88ProteasomeADPInactive:ATPActiveSynthesis ofAPCAPCcyclinB2PrLoteG1UbifunctionsLateanaphaseInterphaseLow cyclinBLowMPF activityTelophase图11-24CyclinB的降解途径分裂期周期蛋白N端有一段序列与其降解有关，称降解盒(destructionbox，图11-25)。当MPF活性达到最高时，通过泛素连接酶催化泛素与cyclin结合，cyclin随之被26S蛋白酶体水解。G周期蛋白也通过类似的途径降解，但其N端没有降解盒，C端有一段PEST序列与其降解有关。泛素由76个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞，故名泛素。共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径，泛素相当于蛋白质被摧毁的标签。26S蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化的蛋白质分解成短肽。(a)MitoticcyclindestructionboxH2N--COOHCyclinAArg-Thr-Val-Leu-Gly-Val-lle-Gly-AspCyclin B1Arg-Thr-Ala-Leu-Gly-Asplle-Gly-AsnCyclinB2Arg-Ala-Ala-Leu-Gly-Glu-lle-Gly-Asn(b)PolyubiquitinationofmitoticcyclinAPC (E3)ProteasomeDegraded口Scyclin peptidesYOnE2-OnE20A>nE1·nE1-0Ubiquitin

24）。 图 11-24 Cyclin B 的降解途径 分裂期周期蛋白 N 端有一段序列与其降解有关，称降解盒(destruction box，图 11-25)。当 MPF 活性达到最高时，通过泛素连接酶催化泛素与 cyclin 结合，cyclin 随之被 26S 蛋白酶体水 解。G1 周期蛋白也通过类似的途径降解，但其 N 端没有降解盒，C 端有一段 PEST 序列与其降 解有关。 泛素由 76 个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞，故名泛素。共价结合泛素的蛋 白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径，泛素相 当于蛋白质被摧毁的标签。26S 蛋白酶体是一个大型的蛋白酶，可将泛素化的蛋白质分解成短肽

图11-25细胞周期蛋白的降解盒与降解途径在蛋白质的泛素化过程中（图11-25），E1（ubiquitin-activatingenzyme，泛素激活酶）水解ATP获取能量，通过其活性位置的半胱氨酸残基与泛素的羧基末端形成高能硫酯键而激活泛素，然后E1将泛素交给E2（ubiquitin-conjugatingenzyme，泛素结合酶），最后在E3（ubiquitin-ligase，泛素连接酶）的作用下将泛素转移到靶蛋白上。参与细胞周期调控的泛素连接酶至少有两类，其中SCF（skpl-cullin-F-boxprotein，三个蛋白构成的复合体）负责将泛素连接到Gr/S期周期蛋白和某些CKI上，APC(anaphasepromotingcomplex)负责将泛素连接到M期周期蛋白上。五、DNA复制当且仅当一次DNA的复制是由起始复制点（originsofreplication）开始的，起始复制点也就是上一章提到的自主复制序列，散布在染色体上。在整过细胞周期中，起始复制点上结合有起始识别复合体（Originrecognitioncomplex，ORC），其作用就象一个停泊点，供其它调节因子停靠。CDC6是其中的一个调节因子，在G期CDC6含量瞬间提高，CDC6结合在ORC上，在ATP供能下，促进6个亚单位构成的MCM复合体和其他一些蛋白结合到ORC上，形成前复制复合体（pre-replicativecomplex，pre-RC），MCM实际上就是DNA解旋酶（helicase）。S-CDK触发pre-RC的启动，同时阻止了DNA再次进行复制，因为S-CDK将CDC6磷酸化，使其脱离ORC，磷酸化的CDC6随后被SCF参与的泛素化途径降解；S-CDK还可以将某些MCM磷酸化，使其被输出细胞核。其它一些CDK也参与阻止pre-RC的再次形成，从而保证了DNA的复制当且仅当一次（图11-26）

图 11-25 细胞周期蛋白的降解盒与降解途径 在蛋白质的泛素化过程中（图 11-25），E1（ubiquitin-activating enzyme，泛素激活酶）水 解 ATP 获取能量，通过其活性位置的半胱氨酸残基与泛素的羧基末端形成高能硫酯键而激活泛 素，然后 E1 将泛素交给 E2（ubiquitin-conjugating enzyme，泛素结合酶），最后在 E3 （ubiquitin-ligase，泛素连接酶）的作用下将泛素转移到靶蛋白上。参与细胞周期调控的泛素连 接酶至少有两类，其中 SCF（skp1-cullin-F-box protein，三个蛋白构成的复合体）负责将泛素连 接到 G1/S 期周期蛋白和某些 CKI 上，APC(anaphase promoting complex)负责将泛素连接到 M 期 周期蛋白上。 五、DNA 复制当且仅当一次 DNA 的复制是由起始复制点（origins of replication）开始的，起始复制点也就是上一章提到 的自主复制序列，散布在染色体上。在整过细胞周期中，起始复制点上结合有起始识别复合体 （Origin recognition complex, ORC），其作用就象一个停泊点，供其它调节因子停靠。 CDC6 是其中的一个调节因子，在 G1 期 CDC6 含量瞬间提高，CDC6 结合在 ORC 上，在 ATP 供能下，促进 6 个亚单位构成的 MCM 复合体和其他一些蛋白结合到 ORC 上，形成前复制 复合体（pre-replicative complex，pre-RC），MCM 实际上就是 DNA 解旋酶（helicase）。 S-CDK 触发 pre-RC 的启动，同时阻止了 DNA 再次进行复制，因为 S-CDK 将 CDC6 磷酸 化，使其脱离 ORC，磷酸化的 CDC6 随后被 SCF 参与的泛素化途径降解；S-CDK 还可以将某些 MCM 磷酸化，使其被输出细胞核。其它一些 CDK 也参与阻止 pre-RC 的再次形成，从而保证了 DNA 的复制当且仅当一次（图 11-26）

ORC(originrecognitioncomplex)DNAORC-binding siteCdc6Cdc6GMcmpre-replicativecomplex(pre-RC)DEGRADATIONOFS-Cdk TRIGGERSCdc6PHOSPHORYLATEDCdc6SPHASEPPHOSPHORYLATIONOFORCPassembledreplicationforkCOMPLETIONOFDNAREPLICATIONG2/MP图11-26每个细胞周期启动一次DNA复制（图片来自MolecularBiologyoftheCell4th

图 11-26 每个细胞周期启动一次 DNA 复制（图片来自 Molecular Biology of the Cell 4th

ed.)六、M期CDK的激活M期CDK的激活起始于分裂期cyclin的积累，在胚胎细胞周期中cyclin一直在合成，其浓度决定于降解的速度：但在大多数细胞的有丝分裂周期中，cyclin的积累是因为在G2-M期Mcyclin基因转录的增强。随着M-cyclin的积累，结合周期蛋白的M-CDK（CDK1）增加，但是没有活性，这是因为Wee1激酶将CDK1的Thr!4和Tyr5磷酸化的缘故，这种机制保证了CDK-cyclin能够不断积累，然后在需要的时候突然释放。在M期，一方面Wee1的活性下降，另一方面CDC25使CDK去磷酸化，去除了CDK活化的障碍。CDC25可被两种激酶激活，一是polo激酶，另一个是M-CDK本身。激活的M-CDK还可以抑制它的抑制因子Wee1的活性，形成一个反馈环。因此不难想象只要有少量的CDK被CDC25或polo激活，立即就会有大量的CDK被活化。CDK的激活还需要Thr161的磷酸化，它是在CDK激酶(CDKactivatingkinaseCAK)的作用下完成的（图11-27）。1.AssociationwithcyclinsCyclin4.AssociationwithCKICdk inhibitors (CKI's).2.Activatingphosphorylationofthreoninearoundposition161.CdkOThr3.InhibitoryphosphorylationThpofthreonine14andTyrtyrosine15.图11-27CDK1的激活需要Thr14和Tyrl5去磷酸化和Tyr161的磷酸化七、细胞周期检验点细胞要分裂，必须正确复制DNA和达到一定的体积，在获得足够物质支持分裂以前，细胞不可能进行分裂。细胞周期的运行，是在一系列称为检验点（checkpoint）的严格检控下进行的当DNA发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断。细胞周期检验点由感受异常事件的感受器、信号传导通路和效应器构成，主要检验点包括（图11-28)：

ed.） 六、M 期 CDK 的激活 M 期 CDK 的激活起始于分裂期 cyclin 的积累，在胚胎细胞周期中 cyclin 一直在合成，其浓 度决定于降解的速度；但在大多数细胞的有丝分裂周期中，cyclin 的积累是因为在 G2-M 期 M￾cyclin 基因转录的增强。 随着 M-cyclin 的积累，结合周期蛋白的 M-CDK（CDK1）增加，但是没有活性，这是因为 Wee1 激酶将 CDK1 的 Thr14 和 Tyr15 磷酸化的缘故，这种机制保证了 CDK-cyclin 能够不断积累， 然后在需要的时候突然释放。 在 M 期，一方面 Wee1 的活性下降，另一方面 CDC25 使 CDK 去磷酸化，去除了 CDK 活 化的障碍。CDC25 可被两种激酶激活，一是 polo 激酶，另一个是 M-CDK 本身。激活的 M-CDK 还可以抑制它的抑制因子 Wee1 的活性，形成一个反馈环。因此不难想象只要有少量的 CDK 被 CDC25 或 polo 激活，立即就会有大量的 CDK 被活化。 CDK 的激活还需要 Thr161 的磷酸化，它是在 CDK 激酶(CDK activating kinase CAK)的作用 下完成的（图 11-27）。 图 11-27 CDK1 的激活需要 Thr14 和 Tyr15 去磷酸化和 Tyr161 的磷酸化 七、细胞周期检验点 细胞要分裂，必须正确复制 DNA 和达到一定的体积，在获得足够物质支持分裂以前，细胞 不可能进行分裂。细胞周期的运行，是在一系列称为检验点（check point）的严格检控下进行的， 当 DNA 发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断。 细胞周期检验点由感受异常事件的感受器、信号传导通路和效应器构成，主要检验点包括 （图 11-28）：